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物聯網(IoT)中低功率廣域(LPWA)技術介紹

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 許多標準化工作由包括電氣電子工程師協會(IEEE),歐洲電信標準協會(ETSI)和第三代合作伙伴計劃(3GPP)以及工業聯盟(如WEIGHTLESS-SIG), LORa?聯盟和DASH7聯盟等在內的不同的標準化機構進行的。圖1提出標準的各種開發組織,文章最后的表1總結了不同標準的技術規格。一些LPWA技術的定性比較可以在相關文獻中找到。并且大多數這些標準化努力還涉及本公眾號前面討論的幾個專有的LPWA連接提供商。這些SDO和SIG的目標是相當多樣化的。從長遠來看,希望采用這些標準可能會減少LPWA市場的分散度,并使多種競爭技術能夠共存。
  物聯網(IoT)中低功率廣域(LPWA)技術介紹
  圖1、各種LPWA的標準化組織
  A. IEEE
  IEEE正在擴展其802.15.4 (參見:http://standards.ieee.org/findstds/standard/802.15.4-2011.html)和802.11 (參見:http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.html)標準的覆蓋范圍并降低功耗,并提供相應的物理層和MAC層的新協議規范。IEEE提出了兩個LPWA標準作為IEEE 802.15.4低速無線個人區域網絡(LR-WPAN)基準標準的修訂版,我們將本文中介紹。此外,本文還簡要描述了為實現更長覆蓋范圍對用于無線局域網(WLAN)的IEEE 802.11標準的修改努力。
  物聯網(IoT)中低功率廣域(LPWA)技術介紹
  圖2、IEEE的無線標準化組織架構
  1)IEEE 802.15.4k:低能量,關鍵基礎設施監控網絡:IEEE 802.15.4k任務組(TG4k)提出了一種低能量關鍵基礎設施監控(LECIM:low-energy critical infrastructure monitoring )應用在ISM頻段(SUB- GHZ和2.4 GHz)頻段的標準。這是對早期標準在滿足LPWA應用所需的覆蓋范圍以及節點密度不足的事實的回應。 IEEE 802.15.4k修正版通過采用DSSS和FSK兩個新的PHY層調制方式來彌補這一差距。可以使用范圍從100kHz到1MHz的多個離散的信道帶寬。 MAC層的規范也被修改以適應新的物理層。該標準支持常規的無優先級通道訪問(PCA)的CSMA / CA,,以及具有PCA的CSMA和ALOHA。使用PCA,設備和基站可以優先考慮其訪問介質的流量,從而提供服務質量(quality of service)的概念。像大多數LPWA標準一樣,終端設備以星形拓撲結構連接到基站,并能夠交換異步和調度消息。

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